RMMC-1(恒源)催化劑在300 kt/a催化裂化裝置的工業應用

滕遠林，劉 峰，邵新軍，孟 聰

(1.山東恒源石油化工集團有限公司，山東 臨邑 251500；2.中國石油勘探開發研究院；3.中國石化催化劑有限公司華北銷售中心)

RMMC-1(恒源)催化劑在300 kt/a催化裂化裝置的工業應用

滕遠林1，劉 峰1，邵新軍2，孟 聰3

(1.山東恒源石油化工集團有限公司，山東 臨邑 251500；2.中國石油勘探開發研究院；3.中國石化催化劑有限公司華北銷售中心)

介紹了RMMC-1(恒源)催化劑在山東恒源石油化工集團有限公司300 kta催化裂化裝置的工業應用情況。針對原料油的特點，RMMC-1(恒源)催化劑的設計強調抑制原料油初次反應中的芳構化和異構化反應，一方面保證長的直鏈烴全程參與裂解反應，另一方面盡量增加環烷烴的開環幾率，降低脫氫縮合比例。催化劑基質具有大比表面積，能有效應對堿氮等污染物的影響、提高重質油的裂化能力，同時實現多產丙烯的目的。工業運行結果表明，與空白標定相比，總液體收率及輕油收率變化不大，液化氣和丙烯收率略有增加，汽油收率上升3.4百分點，柴油收率下降4.4百分點，原料的轉化率上升4.1百分點，干氣收率下降0.4百分點，焦炭選擇性明顯優化。

低碳烯烴 催化劑 丙烯 焦化蠟油

烯烴是國民經濟重要的基礎原料，在石化和化學工業發展中占有重要的戰略地位?！笆の濉笔俏覈N工業進一步優化升級、提高國際競爭力的關鍵時期。乙烯和丙烯原料實現多元化，路線涉及石腦油、凝析油、輕烴、煤炭等資源[1-4]?！笆弧の濉逼陂g，我國乙烯的國內生產保證能力為48%，丙烯的國內生產保證能力為63%，并多以中國石化、中國石油的裝置為主。2011—2015年，中國海油、中國化工、神華集團，以及一些地方國有大型企業也廣泛參與，共同發展。

山東恒源石油化工集團有限公司(簡稱恒源石化)300 kt/a催化裂化裝置以多產低碳烯烴為目的。RMMC-1催化劑[5]是中國石化石油化工科學研究院針對催化裂化裝置多產低碳烯烴技術發展要求研發的針對劣質原料的專用催化劑，為多產低碳烯烴技術原料的拓展提供催化劑技術支持。2014年9月恒源石化300 kt/a催化裂化裝置投用了RMMC-1(恒源)催化劑，至2015年4月，該催化劑已運行半年有余，期間處理了焦化蠟油和減壓蠟油的混合原料油，也處理了催化裂化重油。本文主要介紹RMMC-1(恒源)催化劑的特點及其在恒源石化的應用情況，以期為多產低碳烯烴催化裂化裝置的靈活操作提供參考。

1 RMMC-1(恒源)催化劑技術

1.1 裝置工藝特點

恒源石化300 kt/a催化裂化裝置包括反應-再生系統、分餾系統、吸收穩定系統、主風機和煙氣能量回收機組及備用主風機組、氣壓機組、余熱鍋爐、干氣和液化氣脫硫、溶劑再生及煙氣脫硫部分。其反應器包括兩個提升管，一段提升管進料可以為減壓蠟油和焦化蠟油的混合油、焦化石腦油，二段提升管進料可以為回煉油、焦化石腦油，遵循了多產丙烯兼顧汽油和柴油生產的技術路線。圖1為反應器結構示意。

圖1 恒源石化300 kt/a催化裂化裝置反應器示意

1.2 RMMC-1(恒源)催化劑的設計

重油或焦化石腦油通過催化裂化反應制低碳烯烴過程追求的是在一系列連串反應和平行反應中得到某些中間產物或最終產物，屬于不可逆復雜反應網絡，熱反應與催化反應在反應時間和反應程度上存在競爭，最終會生成焦炭、甲烷、H2等非目標產物，副反應多，催化劑失活快。與普通催化裂化過程相比，這種化工型生產過程所用催化劑具有特殊性，RMMC-1(恒源)催化劑在制備過程中充分考慮到了兩類反應的平衡[5]。表1為300 kt/a催化裂化裝置原料油的性質，其中減壓蠟油(VGO)和焦化蠟油(CGO)的摻煉質量比為1∶4。表2為焦化蠟油和混合油的組成。由表1和表2可見，300 kt/a催化裂化主要以處理焦化蠟油為主，焦化蠟油的主要特點是氮含量高，H/C比較低，芳烴含量較高，尤其是多環芳烴含量較高，這些特點給專用催化劑的制備帶來了挑戰。

針對以上焦化蠟油的特點，RMMC-1(恒源)催化劑的設計強調抑制原料油初次反應中的芳構化和異構化反應，一方面保證長的直鏈烴全程參與裂解反應，另一方面盡量增加環烷烴的開環幾率，降低脫氫縮合比例。堿性氮化合物對催化劑的B酸和L酸都有破壞作用，B酸有能力向堿給出一個質子，同時L酸也可以從堿中接受一個未成對電子，堿性氮通過未成對的兩個電子與酸中心相互作用，雖然失活過程可逆，但對反應活性和選擇性造成很大的影響。RMMC-1(恒源)催化劑采用了較有效的抗堿氮影響的方法，即在催化劑基質上制備智能化的孔分布，有效捕捉原料油中的堿氮化合物及生焦前身物，從而留有足夠的孔使優質原料油接觸到活性中心，即在催化劑上設立堿氮的捕集區，從而實現量體裁衣的設計概念。

RMMC-1(恒源)催化劑基質具有大比表面積，

表1 原料油性質

能使原料油與催化劑快速傳熱，以使多環芳烴來不及發生較低溫的催化裂化反應(此時是環烷基發生脫氫芳構化反應) 即迅速過渡到進行較高溫的催化裂化反應(即環烷基的開環斷碳鏈反應)。圖2為RMMC-1(恒源)催化劑與對比劑的比表面積數據。

RMMC-1(恒源)催化劑具有以下技術特點：①兼顧重油裂化和保證最大量保留大分子直鏈烴的基質制備技術，增加原料油催化反應和熱反應的選擇性一次裂化能力；②中孔分子篩改性技術，控制氫轉移反應以增加低碳烯烴產率；③大比表面積基質制備技術以及介孔活性組分的改性應用技術。

表2 CGO與混合原料油組成 w，%

圖2 RMMC-1(恒源)催化劑與對比劑的比表面積比較■—對比劑； ■—RMMC-1(恒源)

2 RMMC-1(恒源)催化劑的工業應用

2.1 操作參數及催化劑性質

2014年9月29日恒源石化300 kt/a催化裂化裝置開始使用RMMC-1(恒源)催化劑，當裝置內新催化劑藏量達到100%后于10月26日進行了標定，標定期間操作穩定。表3為空白標定與RMMC-1(恒源)催化劑標定期間的操作參數。由表3可見，與空白標定時相比，RMMC-1(恒源)催化劑標定期間的操作參數變化不大。

表3 標定期間操作參數

表4是RMMC-1(恒源)催化劑的主要性質。由表4可見，RMMC-1(恒源)催化劑具有良好的抗磨損性能和常規的物理性質。

表4 RMMC-1(恒源)催化劑的主要性質及質量控制指標

1) 800 ℃，4 h，100%水蒸氣老化。下同。

空白標定和RMMC-1(恒源)催化劑標定期間平衡劑的性質見表5。與空白標定時相比，RMMC-1(恒源)催化劑標定期間的催化劑單耗沒有變化，均為1.02 kg/t原料油。由表5可見：使用RMMC-1(恒源)催化劑后，平衡劑的活性增加，孔體積和比表面積均略有增加；在劑耗相同的情況下，平衡劑上的金屬含量變化不大，篩分組成也變化較小。

表5 標定期間平衡劑的性質

2.2 產品分布及產品性質

表6為空白標定與RMMC-1(恒源)催化劑標定期間的物料平衡和產品收率。由表6可見，使用RMMC-1(恒源)催化劑后，裝置處理量由原來的770.0 t/a增至802.2 t/a；總液體收率及輕油收率變化不大，液化氣收率增加，干氣收率下降0.4百分點，汽油收率上升3.4百分點，柴油收率下降4.4百分點，原料轉化率上升4.1百分點；在保證丙烯收率的前提下，生焦因子由7.512降至6.565，生焦趨勢明顯降低。由此可見，RMMC-1(恒源)催化劑重油裂化能力提高，焦炭選擇性好，體現出良好的活性穩定性，在抗堿氮污染方面表現良好，有利于重油裂化。RMMC-1(恒源)催化劑的應用有利于大分子裂化和改善產品分布，較好地實現了催化劑的設計構想。

圖3為使用RMMC-1(恒源)催化劑前后的干氣組成。應用新劑以后由于分餾系統操作原因，2014年10月26日以前的數據統計時把甲烷也算成了氫氣，因此干氣中氫氣含量偏高，10月26日以后操作調整正常，氫氣分析數據較為準確。由圖3可見，使用RMMC-1(恒源)催化劑后，氫氣產率明顯降低。催化反應過程的實質就是C、H元素在不同組分中的再分布，干氣中氫氣含量的減少對反應的優化十分重要，表明RMMC-1(恒源)催化劑抗重金屬污染能力增強。干氣中H2S含量有增加趨勢，主要是由于原料中硫含量的影響。

表6 物料平衡和產品收率對比

圖3 2014年9—10月干氣組成變化趨勢■—H2S； ●—H2； 空氣+甲烷； ▲—乙烷+乙烯

圖4為使用RMMC-1(恒源)催化劑前后干氣中的C5組分含量變化。由圖4可見，使用RMMC-1(恒源)催化劑后干氣帶液現象有增加趨勢，應注意再吸收塔的溫度和壓力，減少干氣中C5組分含量。

圖4 干氣中的C5組分含量變化 —異戊烷; —總C5

表7為標定期間穩定汽油的性質。由表7可見，使用RMMC-1(恒源)催化劑后，穩定汽油的硫含量降低，烯烴質量分數從48.6%降至41.5%，芳烴含量增加，汽油的質量得到改善。

表7 穩定汽油的性質

表8為標定期間柴油的性質，表9為油漿性質。由表8可見，使用RMMC-1(恒源)催化劑后，柴油十六烷值基本不受影響。由表9可見，油漿密度和飽和烴含量均說明油漿中可以再裂解的組分含量很低。

3 結 論

基于對劣質原料烴組成結構和堿氮等污染物的認識，開發的RMMC-1(恒源)催化劑的工業應用十分成功，收到了較好的效益。RMMC-1(恒源)催化劑的標定結果表明，與空白標定時相比，總液體收率及輕油收率變化不大，液化氣和丙烯收率略有增加，汽油收率上升3.4百分點，柴油收率下降4.4百分點，原料的轉化率上升4.1百分點，干氣收率下降0.4 百分點，生焦因子明顯降低，焦炭選擇性明顯優化。

表8 柴油的性質

表9 油漿的性質

[1] 魏曉麗，張久順，毛安國，等.石腦油催化裂解生成甲烷的影響因素探析[J].石油煉制與化工，2014，45(3)：1-5

[2] 魏曉麗，毛安國，張久順，等.石腦油催化裂解反應特性及影響因素分析[J].石油煉制與化工，2013，44(7)：1-6

[3] Zhang Jianqiu.Development and application of DCC catalysts to meet new demand[J].China Petroleum Processing & Petrochemical Technology，2013，15(1)：14-18

[4] 王達林，張峰，馮景民，等.DCC-plus工藝的工業應用及適應性分析[J].石油煉制與化工，2015，46(2)：71-75

[5] 許昀，劉宇鍵，田輝平，等.高摻渣油比催化裂解催化劑RMMC-1的開發[J].石油學報(石油加工)，2014，30(4)：581-586

簡 訊

我國芳烴成套技術達到或超過國際水平

截至2015年7月底，中國石化海南煉油化工有限公司(簡稱海南煉化)的600 kt/a芳烴聯合裝置已連續平穩運轉20個月，其間各項關鍵技術指標達到或超過國際同類水平。如噸產品能耗僅為國際同類先進技術的72%，噸產品成本比國際先進水平降低6%，產品純度達到99.8%以上。

在芳烴成套技術中創造出多項“世界之最”，如世界最大的多溢流板式精餾塔、世界最大的單爐膛芳烴加熱爐、世界領先大直徑薄餅型精密流體分布器等。這些均為自主研發制造的專利設備，并形成了配套的國家或行業標準。海南煉化對二甲苯項目的設備國產化率高達95%。

作為首個成套技術國產化的大型芳烴裝置，該項目的成功運行標志著中國石化成為繼美國、法國公司外，全球第三家擁有芳烴成套生產技術的專利商和工程EPC承包商。

在2015年3月召開的中國石化科技進步工作會議上，由中國石化石油化工科學研究院、中國石化工程建設有限公司、中國石化揚子石油化工有限公司、海南煉化、中國石化上海石油化工研究院等單位共同承擔的“芳烴關鍵技術開發及應用”項目榮獲中國石化科學技術進步特等獎。

[錢伯章供稿]

?？松梨诠緮M將其博蒙特煉油廠擴建為美國最大的煉油廠

埃克森美孚公司于2015年8月1日宣布，正在研究一項方案，以擴大其德克薩斯州博蒙特(Beaumont)煉油廠，使其成為美國最大的煉油廠。

該煉油廠現有煉油能力為33.46×104bbl/d(1 bbl≈159 L)，新的原油蒸餾裝置可能會使該煉油廠能力增至85×104bbl/d，成為美國最大的煉油廠。這一擴能方案將花費數十億美元，且需要幾年的時間進行建設。

[錢伯章摘譯自Hydrocarbon Processing，2015-08-01]

APPLICATION OF RMMC-1(HENGYUAN) IN 300 kt/a FCCU

Teng Yuanlin1， Liu Feng1， Shao Xinjun2， Meng Cong3

(1.ShandongHengyanPechochemicalCo.Ltd.，Linyi，Shandong251500；2.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development(RIPED)，PetroChina；3.SINOPECCatalystCo.Ltd.)

The commercial application of RMMC-1 (Hengyuan) in Shandong Hengyuan Petrochemical Co.Ltd. was introduced. Considering the inferior feedstock such as CGO， the emphasis in design of RMMC-1 (Hengyuan) catalyst was put on the inhibition of aromatization and isomerization reactions as much as possible during the initial oil-catalyst contact to ensure long straight-chain hydrocarbon involved in cracking reaction and to increase the ring opening probability of naphthene and reduce the proportion of dehydrocyclization and condensation. The matrix of RMMC-1(Hengyuan) catalyst is characterized by large surface areas， which can effectively deal with the influence of basic nitrogen and other pollutants on the catalyst performance and improve the ability of heavy oil cracking and the yield of propylene. The running results show that the yield of total liquid and of light oil changes little， LPG and propylene yields increase. The conversion rate of feedstock and the gasoline yield increases 4.1 percentage points and 3.4 percentage points， respectively. While the yield of dry gas and diesel reduces 0.4 percentage points and 4.4 percentage points， respectively. The coke selectivity is significantly improved.

low carbon olefin； catalyst； propylene； coker gas oil

2015-04-01； 修改稿收到日期： 2015-05-23。

滕遠林，大專，助理工程師，主要從事全廠物料平衡、生產計劃安排優化和生產技術管理工作。

滕遠林，E-mail：tengyuanlin@126.com。